水泵缸体疲劳寿命逆向重构分析

某不明型号水泵缸体在使用过程中出现断裂情况,经分析发现该水泵缸体在加压工作过程中发生了疲劳断裂,且断裂处存在应力集中。为了生产一批寿命更高的水泵缸体,需分析该水泵缸体的应力分布及其疲劳寿命。从逆向工程入手,利用Handyscan3D激光扫描仪进行点云数据的获取,通过GeomagicStudio对扫描的数据进行了优化处理,利用CATIA正逆向建模的方法重构了点云数据的三维模型,通过INSIGHT打印机实现了模型实体的制造,通过实际装配可以发现逆向制造的模型可以与原件精确配合,因此精度良好,之后再利用ANSYSWorkbench软件对数字模型进行应力分布和疲劳寿命分析,在进行疲劳寿命分析时发现该水泵缸体存在应力集中问题,为更好地分析其刚度、强度和疲劳寿命,进行了水泵缸体的子模型二次分析。经过分析可知:水泵缸体最大接触应力和最小疲劳寿命区域几乎相同,最小疲劳寿命出现在圆台和柱面过渡处上方区域,因此在进行类似型号的水泵缸体设计时,应着重加强此区域的强度,该研究为水泵缸体结构设计与强度评估提供了基础的技术支持。

多楔带轮旋压工艺参数优化研究

针对多楔带轮旋压过程中成形质量较差和旋轮寿命较低的问题,以东安513型发动机多楔带轮为研究对象,基于Deform平台对冷轧钢板08Al多楔带轮成形过程进行数值仿真,通过筛选旋压工艺参数,确定设计变量,并分析主轴转速、旋轮进给速度和旋轮半径对毛坯等效应力、旋轮成形载荷的影响;基于Design-Expert软件对旋压过程的各设计变量以多目标遗传优化算法进行优化设计,并通过试验验证了有限元仿真的可靠性。经过优化后,成形后的带轮等效应力减少了39 MPa,旋轮所受成形载荷减小了10.64%。

AUV水下对接的发展与应用现状

为了更好地了解AUV水下对接技术,本文对AUV水下对接技术的现状进行梳理,介绍各个国家对于AUV水下对接系统的研究成果。同时,为进一步阐明AUV水下对接系统的结构,按照自动化实现难度对国内外的AUV水下对接系统进行归类总结。根据整个对接过程中使用的传感器、水下环境和需要的定位信息等因素,对国内外AUV水下对接系统的对接阶段进行划分,并分别讨论各个阶段所需要的导航传感器和定位信息。对于对接精度问题,从对接干扰、对接失误等方面阐述了AUV水下对接时存在的问题和解决方案,并归纳对接控制策略。最后结合AUV对接技术的最新成果,从多个方向探讨了其发展趋势。

捕捉缓冲机构刚柔耦合多体动力学仿真研究

大部分动力学仿真分析采用的都是刚性构件,在现实生活中把构件看成刚性系统来处理可以满足要求,但这忽略了构件变形的影响。为了得到更真实有效的数据,就必须把模型的部分构件看作柔性体来处理。为研究某捕捉缓冲机构的动力学性能,从理论层面介绍动力学的研究方法和刚柔耦合研究的整体思路,并利用ANSYS和ADAMS导出的.MNF文件和.LOD文件,从刚柔耦合多体动力学的角度对捕捉缓冲机构进行了综合实验分析和对比。通过刚柔耦合研究实现了动力学和结构学的联合仿真,得到了更精确的仿真数据,在获得动力学测量数据的基础上又获得了结构学数据,使仿真结果更为全面,同时也为对结果要求较高的多体动力学工程仿真问题提供了参考。

基于流固耦合的液压阀芯均压槽多目标优化设计

高压大流量换向阀依靠阀芯的移动来实现控制执行机构的运作,合理的设计阀芯上均压槽的尺寸、槽间距与阀芯与阀套间间隙能够降低阀芯与阀套之间的卡紧力与泄漏量。基于ANSYS建立流固耦合三维求解模型,以矩形均压槽宽深比、槽间距和阀芯与阀套间间隙为设计变量,将泄漏量、卡紧力与等效应力作为响应变量,通过建立Non-Parametric Regression响应面模型,分析了设计变量对响应变量的影响。结合多目标遗传算法(MOGA),实现阀芯均压槽的尺寸与分布的优化设计。当均压槽槽宽与槽深比值为0.83,槽间距为1.43 mm,阀芯与阀套间间隙为0.027 mm时,泄漏量与卡紧力能够较小,其值分别为6.05 mL·min^(-1)和0.28 N,与优化前相比泄漏量降低了25%,卡紧力降低了36%。为阀芯均压槽的尺寸设计提供了参考。

基于系统耦合的水下DOCK综合特性分析

水下对接分析是一个非常复杂的过程,除了需要考虑受到的碰撞力大小以外,还需要考虑碰撞形变和水流扰动的相互影响。基于此,本文通过虚拟样机软件模拟AUV的对接过程,验证对接时的碰撞力,确定瞬态结构场,并将其加载到有限元分析软件的流体场中进行基于系统动网格的双向流固耦合仿真,分析得到了较为准确的DOCK变形云图、应力云图、应变云图和系统流体压力云图。本文研究可为AUV水下对接操作提供技术支持,对水下对接的相关研究具有一定的参考价值。

汽车排气管V形金属密封环设计与优化

针对汽车排气管密封问题,设计一种适合汽车排气系统密封的V形金属密封环。该密封环采用平面接触、小接触压力方式,在满足密封要求的同时避免了较大的预紧力;在波谷处采用圆弧过渡,降低了密封环的整体刚度,侧边倾斜一定角度以增大密封环的回弹性能。利用ANSYS Workbench软件对V形金属密封环常温预紧和高温工况下的密封性能进行分析,在保证密封强度要求下确定安装时合适的轴向压缩量;分析密封环结构参数对密封性能的影响,发现壁厚、环宽、波谷半径、接触圆半径、开口角度对密封性能影响较大。基于Design-Expert软件对密封环结构参数进行多目标优化,从而降低了密封环最大等效应力,提高了最大接触压力,减小了密封环质量,并通过相关实验验证有限元模型的可靠性。

基于逆向工程的电子水泵上端盖数字化检测方法

逆向工程技术的应用能够缩短产品的设计研发周期,加快该产品技术的发展,而重构后的模型精度将影响产品的性能。为了提高重构模型的精度,采用偏差分析的检测方法来提高其精度,用非接触式扫描仪对原件及打印件进行点云数据的获取,将经Geomagic Studio处理后的点云数据导入CATIA中,运用其分析模块进行点云数据的偏差分析,经分析能够满足设计需要,并通过3D打印技术将其打印成型,结果与原产品完成了较好的配合,再将打印件点云数据与原件点云数据进行对比。结果表明:打印件点云数据与原件点云数据的偏差98.98%在-1~1 mm,标准偏差为0.303 mm,且误差满足设计误差,其工作性能能够达到原件性能,因此,可以在其数据上进行后续开发处理。

基于逆向工程和3D打印的水泵叶轮快速重建方法

以某电子水泵叶轮为例,基于逆向工程及3D打印技术,介绍水泵叶轮快速重建的全过程。介绍了由Handyscan 3D激光扫描仪和VXelements 3D数据采集软件组成的点云数据获取系统、描述了Ceomagic Studio逆向软件对点云数据处理的方法、CATIA软件对实体的三维数字化模型的重建过程等,最后获得符合精度要求的数据模型并通过FORTUS 360mc 3D打印机完成实物打印的过程。研究结果对其他种类的产品具有参考价值,逆向工程作为吸收先进技术的一种手段,可以基于原有产品进行分析和再创新,对于缩短新产品研发周期、提高设计水平具有重要意义。

水下微型潜器的压水舱结构设计

水族产业是我国的新兴产业,在经济、民用和军事上存在着巨大的发展潜力。但我国现阶段水族产业的微型潜器中仍存在较多设计问题。本文致力于实现一种简便的上升下潜机构,针对微型潜器在水中的移动问题,从结构设计和计算方法上提出了一种更简便的压水舱结构的设计方法,而且该结构还可以实现较为理想的悬浮状态。目前,该技术已经取得一些军事化的进展,拥有广大的发展前景。